TEMA 08 - ALIMENTOS VEGETAIS PARTE I

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TEMA 08 - ALIMENTOS VEGETAIS PARTE I
Componentes dos vegetais
Pigmentos de origem vegetal
Vegetais podem ser fontes de
Carotenoides
Clorofilas
Betalaínas
Flavonoides
Quinonas
Xantonas
Taninos
Outros
Fatores que favorecem a síntese ou degradação dos pigmentos durante o amadurecimento
de vegetais:
Condições de estocagem
Luz
Temperatura
Umidade
Substâncias voláteis (ex. Etileno, produzido pelos vegetais)
Alterações nos pigmentos durante o amadurecimento
Etileno
Exerce ação hormonal sobre os frutos
Resulta na degradação da clorofila durante o amadurecimento vegetal,
incluindo os tecidos dos frutos.
Há síntese de novos pigmentos - nova cor desses frutos
Influência em outros processos relacionados ao desenvolvimento vegetal
Germinação
Floração
Queda das folhas
Outros
Frutos têm diferentes respostas ao etileno
frutos climatéricos e não-climatéricos
Climatério
Representa o ápice do metabolismo dos frutos
Após o período de climatério, o fruto tende à senescência (se torna envelhecido)
Senescência: casca mais porosa, entrada de oxigênio, escurecimento enzimático da
fruta
No momento do climatério, o fruto está adequado para consumo
Reúne todas as condições ótimas para que seja consumido
Cor
Doçura
Textura
Outros
Fruto sensorialmente mais agradável e atrativo
Está associado ao amadurecimento
Por ocasião do climatério, o fruto se torna adequado ao consumo
Frutos climatéricos
Apresentam aumento da taxa respiratória após a colheita
Podem ser colhidos, mesmo verdes, antes do climatério
“Verdes”, textura mais firme, pouco dulçor
Amadurece fora da planta (atinge o climatério)
Continuarão à produzir etileno após a colheita
Ex. Banana - mais representativo, estraga rapido pra caralho
Frutos não-climatéricos
Não produzem etileno após a colheita
A taxa respiratória diminui ou não aumenta após a colheita
Não são capazes de manter a mesma atividade metabólica que possuíam quando
estavam no pé (ex. síntese de açúcares, síntese e degradação de pigmentos, etc)
Climatéricos Não climatéricos
Nome comum Nome científico Nome comum Nome científico
Maçã Pyrus malus Figo Ficus carica
Abacate Persea gratissima Limão Citrus limon
Banana Musa sapientum Laranja Citrus sinensis
Mamão Carica papaya Melão Curcumis melo
Maracujá Passiflora edulis Abacaxi Ananas comosus
Pêssego Prunus persica Morango Fragaria vesca
Pêra Pyrus communis Cacau Theobroma cacao
Tomate Lycopersicum esculentum Pepino Cucumis sativus
Melancia Citrullus lanatus Uva Vitis vinifera
Ação do etileno exógeno em frutos:
Climatéricos Não climatéricos
Acelera o processo de climatério
em frutos colhidos antes desse
período
A taxa respiratória aumenta em
função da concentração de
etileno presente, acelerando o
amadurecimento
Quanto maior a quantidade de
etileno exógeno, maior será a
rapidez do amadurecimento
Consequentemente, o
metabolismo do fruto aumenta
na presença do etileno exógeno
Não há efeito sobre a taxa
respiratória do fruto
Quando o etileno exógeno é
eliminado a taxa respiratória
cessa imediatamente e o
processo de amadurecimento é
interrompido
Clorofilas
Pigmentos porfirínicos envolvidos na fotossíntese
Principais pigmentos captadores de luz em vegetais verdes, algas (ex. Classe
Chlorophyceae) e bactérias fotossintéticas (ex. filo Chlorobi)
Presença nos alimentos:
Principalmente nas forma “a” e “b”, na razão 3:1, aproximadamente
Localizada nos cloroplastos dos vegetais, associada aos lipídios, lipoproteínas e
carotenoides por ligações não covalentes
Características físicas:
Solúveis em solventes polares como
Acetona
Metanol
Etanol
Clorofilas
Clorofila a
C55H72O5N4Mg
Clorofila b
C55H70O6N4Mg
Clorofila c1
C35H30O5N4Mg
Clorofila c2
C35H28O5N4Mg
Clorofila d
C54H70O6N4Mg
Características da composição das clorofilas:
Forbídio: qualquer porfirina que contenha um resíduo de ácido propiônico.
Nas clorofilas “a”, “b” e “d”, o ácido propiônico está esterificado a uma longa cadeia
isoprenoide denominada fitol. Na ausência do fitol (clorofilas “a”, “b” e “d”) e do magnésio,
é denominada feoforbídio
Feoforbídio a:
Feofitina: uma molécula de clorofila faltando o íon Mg2+ central
Feofitina a:
Clorofilídio: uma molécula de clorofila faltando o fitol (clorofilas “a”, “b” e “d”)
Clorofilídio a:
Estabilidade nos alimentos:
Derivados da clorofila contendo magnésio (ex. clorofilídio): cor verde
Derivados da clorofila ausentes de magnésio (ex. feofitina): cor marrom-oliva
Tratamento térmico (branqueamento, esterilização): perda da cor verde (formação
de feofitina e derivados).
A degradação é maior emmeio ácido. A degradação tende a ser menor com o
aumento do pH
Vegetais desidratados: podem sofrer degradação e perda da cor desejável quando
expostos à luz
A degradação pela luz é menor em vegetais íntegros e frescos
Irradiação gama: degradação da clorofila e das feofitinas
Estudo de técnicas para a preservação da cor:
Neutralização dos vegetais antes do tratamento térmico
Favorecimento da complexação dos derivados da clorofila com outros metais (ex.
Zn)
Adição de Zn ao branqueamento (ex. 300 ppm)
Carotenoides
Vasto grupo de estruturas isoprenoides (derivadas do isopreno)
Apresentam diferentes números, posições e configurações de duplas
ligações conjugadas
Família de mais de 600 pigmentos vegetais lipossolúveis
Beare-Rogers et al. (2001)
Isopreno
β-Caroteno
α-Caroteno
β-Criptoxantina
Zeaxantina
Luteína
Licopeno:
Atividade pró-vitamina A:
Apenas para os que apresentam anel tipo β não substituído
(ex. β-caroteno, α-caroteno, β-criptoxantina)
No organismo humano estas moléculas podem ser
convertidas nas formas ativas da vitamina A (retinol,
retinaldeído e ácido retinoico)
O licopeno não é uma molécula pró-vitamina A pois não
apresenta anel do tipo β
A luteína e a zeaxantina não são pró-vitamina A pois
apresentam substituições nos dois anéis
Carotenoides
Atividade pró-vitamina A de alguns carotenóides
(tabela)
Carotenóide Atividade (%) Fontes
trans-β-caroteno 100 Alface, espinafre, cenoura, abóbora,
melão, brócolis, uva, mamão, entre
outros
9-cis-β-caroteno 38
13-cis-β-caroteno 53
trans- -caroteno 53
Abóbora, cenoura 13-cis- -caroteno 16
9-cis- -caroteno 13
trans-β-criptoxantina 57
Pimentão, laranja, melancia 9-cis-β-criptoxantina 27
15-cis-β-criptoxantina 42
Fontes: Krinsky & Johnson (2005); USDA (2005); Souza et al. (2008); Chandrika et al. (2009)
Carotenoides
Uma das formas de produção de vitamina A a partir do β-caroteno:
β,β-caroteno 15,15’ dioxigenase
Outros efeitos:
Alguns estudos demonstraram atividade antioxidante in
vivo
Prevenção de doenças cardiovasculares
β-caroteno: atividade antioxidante do em óleos
Licopeno: redução do risco de câncer
Fontes de licopeno: melancia, goiaba, tomate e mamão
Luteína e Zeaxantina: atividade antioxidante ocular
Fontes de luteína/zeaxantina: couve, espinafre, azeite de
oliva, alface, brócolis, milho
Betalaínas
Betacianinas (vermelhos)
Betaxantinas (amarelos)
Existem como sais nos vacúolos das células de
vegetais de algumas famílias da ordem Caryophillales
Fontes: beterraba, amaranto
Solúveis em água
Amaranto
Betalaínas
Betacianinas – composição básica
Ácido betalâmico
Ciclo-dopa
Betacianinas
Betanina
(glicosilada)
Betanidina
(aglicona)
Amarantina
(biglicosilada: glicose +
ácido galacturônico)
Betaxantinas – composição básica
Ácido betalâmico
Ciclo-dopa rompida ou ausente
Vulgaxantina
Indicaxantina
Estabilidade
Betanina e outras betalaínas: elevada estabilidade em
pH 4,0 a 5,0
Betalaínas: estabilidade razoável em pH de 3,0 a 7,0
(portanto, pouco afetadas pelo pH)
Em condições levemente alcalinas, a betanina é
degradada em ácido betalâmico e ciclodopa-5-O- glicosídio
Esta reação também ocorre, mas de modo mais lento,
durante o aquecimento em soluções muito ácidas e
durante o processamento térmico da beterraba
Betalaínas
Estabilidade
Betanina em beterraba desidratada: maior estabilidade
do pigmento em atividade de água igual a 0,12 (umidade
= 2%)
O2
: acelera a perda do pigmento. Quanto menor a
concentração de O2
, menor a perda
Luz: aceleraa oxidação
Ácido ascórbico: melhora a estabilidade
Cobre: reduz a eficiência do ácido ascórbico na proteção
das betalaínas
Antioxidantes fenólicos e bissulfitos: não protegem a cor
Flavonoides
Solúveis em água:
Antocianinas/antocianidinas
Flavanóis/proantocianidinas
Flavonóis
Flavonas
Flavanonas
Isoflavonas
Biflavonilas
Auronas
Chalconas
Estrutura da unidade C-3 central:
Estrutura básica C6C3C6
Antocianidinas Ex. Pelargonidina
Flavanóis Ex. Catequina
Flavonóis Ex. Quercetina
Flavonas Ex. Apigenina
Flavanonas Ex. Naringenina
Isoflavonas Ex. Genisteína
Antocianinas
Um dos pigmentos mais abundantemente
distribuídos no reino vegetal
Cores variadas entre vermelho, violeta e azul
Ocorrência em alimentos: frutas vermelhas,
uvas, rabanete, repolho roxo, entre outros
A estrutura básica é o cátion flavilium
R1
e R2 = -H, -OH, ou OCH3 R3 = -glicosil
R4 = -H ou -glicosil
Diferem, portanto, no número de hidroxilas e grupos
metóxi presentes e no número, tipo e posição de
açúcares ligados à molécula
Ex. Glicocianidina
Açúcares mais comuns: glicose, galactose, arabinose,
xilose e dissacarídeos e trissacarídeos homogêneos ou
heterogêneos formados por estes açúcares
Ácidos alifáticos e/ou aromáticos (ex. cafeico, cumárico e
ferúlico) podem estar ligados aos açúcares
Antocianidinas: antocianinas sem o grupo glicosil (aglicona)
Não são encontradas na forma livre
Antocianidinas mais comuns em alimentos (como parte das antocianinas):
Pelargonidina Cianidina Delfinidina
Peonidina Petunidina
Malvidina
Mais azul
Antocianidinas
A cor das antocianinas e antocianidinas resulta da excitação da molécula pela luz
visível
A presença das duplas ligações é fundamental para a cor
Quanto maior o número de substituições na molécula, mais intensa será a cor
Estabilidade:
Influenciada pelo pH, temperatura, ácido ascórbico, luz, presença de metais e O2
Também influenciada pelos componentes da molécula: grupos metila e
glicosídios
Maior com o aumento do número de glicosídios presentes
Maior com o aumento do número de grupos metila
Diminui com o aumento do número de hidroxilas
Melhora em condições ácidas
A estabilidade térmica é melhorada com o aumento da estabilidade ao pH
A estabilidade térmica diminui com o aumento do número de hidroxilas e
melhora com o aumento de grupos metila e glicosídios
É aumentada, ao longo do armazenamento, com a remoção do O2 (uso de
atmosferas de nitrogênio ou vácuo)
Estudos demonstraram que possuem maior estabilidade em Aw de 0,6 a 0,8
Metais (ex. Ca, Fe, Al e Sn) podem se complexar às antocianinas e estabilizar a cor
A oxidação do ácido ascórbico, e consequente formação de H2O2
, favorece a
degradação das antocianinas
A luz e outras formas de energia radiante aceleram a degradação das
antocianinas.
Glicosidases removem os glicosídios, implicando em perda da intensidade da cor
ou descoloração
São susceptíveis à ação das polifenoloxidases por reagirem com os o-difenóis e as
o-quinonas, sendo posteriormente degradadas
Proantocianidinas = Flavanóis
Estruturas muito similares às antocianidinas mas não apresentam cor
Podem ser convertidos em produtos coloridos durante o processamento do
alimento
Presentes em frutas, hortaliças, leguminosas, cacau, chá verde, vinho e
Cerveja
flavano-3,4-diol
( ex. leucoantocianidina)
flavano-3-ol
(estrutura básica)
flavano-3-ol
( ex. catequina)
Podem ocorrer como dímeros, trímeros ou polímeros
(taninos condensados)
São degradadas em compostos vermelhos-marrons na presença de ar ou
luz
Proantocianidinas diméricas são
encontradas em maçãs, pêras,
nozes de cola e outras frutas
Proantocianidina
Cianidina
Epicatequina
Provocam adstringência em alguns alimentos
através de interação com proteínas
Pêras, pêssegos e lichias: proantocianidinas
na presença de calor, íons metálicos e
condições ácidas podem ser convertidas em
antocianidinas, adquirindo coloração rósea
Responsáveis pela cor do suco de maçã
A hidrólise de algumas proantocianidinas pode produzir antocianidinas
(pelargonidinas, petunidinas ou delfinidinas)
Grupo Alimentos
Flavonóis Alho (quercetina mono e diglicosídios), chá (quercetina,
quempferol), amora, tomate, outras frutas e hortaliças, ervas,
vinho
Flavonas Amora, hortaliças, ervas
Flavanonas Grape fruit (naringina, neohesperidina), laranja lima
(hesperidina, neohesperidina), limão e laranja pera
(eriocitrina, neoeriocitrina), ameixa, amora, hortaliças
Isoflavonas Soja (daidzina, genistina, daidzeína, genisteína), outras
leguminosas, cereais
Biflavonilas, auronas,
chalconas
Menos abundantes nos alimentos que os demais flavonóides
Sivam (2002), Bravo & Mateos (2007)
Outros flavonoides
Flavonóis (amarelos):
Flavonas (amarelos):
Quempferol 3-hidroxiflavona Quercetina Miricetina
Outros flavonoides
Apigenina Luteolina Tricina
Outros (amarelos):
Chalconas Auronas
(ex. aureusidina)
Flavanonas
(ex. naringenina)
Isoflavona
(ex.genisteína)
Biflavonil
(ex. amentoflavona)
Outros flavonoides
Normalmente, essas moléculas existem em uma forma
glicosídica com glicose, ramnose, galactose, arabinose,
xilose ou ácido glicurônico
Outros flavonoides
Naringina Hesperidina Rutina
Quinonas
Compostos fenólicos, com peso molecular variável:
Monômeros (ex. 1,4-benzoquinona)
Dímeros (ex. 1,4-naftaquinona)
Trímeros (ex. 9,10-antraquinona)
Polímeros (ex. hipericina)
Propriedades:
Pouco solúveis ou insolúveis em água
Muitas apresentam gosto amargo
1,4-benzoquinona
1,4-naftaquinona 9,10-antraquinona
hipericina
juglona emodina
Estabilidade:
Alteração da cor em condições
alcalinas e pela adição de grupos
hidroxilas (estudos in vitro)
Quinonas
Propriedades:
Em alimentos: colaboram com a cor amarela em laranjas e com a cor
marrom em nozes e certos fungos
Outros: cor marrom na madeira e líquens e também no reino
animal (cor azul a vermelha em algumas espécies de
equinodermes e artrópodes)
Xantonas
Pigmentos amarelos, pouco solúveis em água
Exemplo: mangiferina, que ocorre como glicosídio em
mangas
Mangiferina Estrutura básica
Taninos
Compostos fenólicos que variam em estrutura e possuem
a capacidade de se combinar com proteínas,
polissacarídeos e outros polímeros
Massa molar: 500 a 3000 g/mol
Hidrossolúveis
Coloração: incolor, amarelo, marrom
Contribuem para a adstringência de alguns alimentos (ex.
frutas)
Grupos:
Polímeros formados pela condensação de flavanos
(taninos condensados)
Polímeros dos ácidos gálico e elágico
Taninos
Representação esquemática da condensação de flavanos:
Taninos
Ácido gálico e tanino derivado:
Ácido gÁcido gálico
Ácido tânico ou galotânico
Taninos
Ácido elágico e tanino derivado:
Ácido elágico
Castalagina ou vescalagina